Elementos de interconexión de redes

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Carateristicas de una LAN:


Extensión limitada:su extensión esta limitada por lo que se conoce el número y la ubicación de los ordenadores que la forman así como el número y la ubicación de los recursos que se reparten y de los dispositivos y medios físicos que se usan para interconectarlos. Puede ocurrir varias plantas de un edificio varios edificios cercanos entre si.

Redes de uso privado:las LAN son de uso privado es decir son redes de una misma empresa o de una misma institución ya sea publica o privada. A estas redes solo deben tener acceso aquellas personas que trabaja en esa empresa o institución o aquellas a las que se les da permiso explicito para ello.

Cableado especifico:tiene instalado un cableado especifico que se a desplegado a propósito para esta red teniendo en cuenta el número de dispositivos que se va a interconectar así como la distancia entre ellos y su localización en el edificio,esto ultimo hace que sea viable localizar un problema en la red cuando este se produce siendo posible su solución modificando la configuración software o hardware

Alta fiabilidad:podemos decir que este tipo de redes suelen tener una alta fiabilidad como consecuencia de una tasa de errores baja.

Capacidad de transmisión:la capacidad de transmisión de la LAN puede ser muy elevada entre 1 MB/s y varios GB/s. Por lo que es posible realizar intercambio de gran volumen de información en muy poco tiempo.

Elementos de un LAN

  • Equipamiento informático;

    Ordenadores:

    serviodres y ordenadores personales.

    Periféricos

    Escáner e impresora.
  • Infraestructura de red:
    medios de comunicación(inalámbrico y cableado
    ).Tarjeta de red(NIC).
    dispositivos de interconexión(hub-concentrador;swicth-conmutador;

    Router

    Encaminador).

Los ordenadores personales que son la herramienta de trabajo directa para os usuarios de la red.

Los periféricos de los cuales los mas comunes son las impresoras los escaners y los discos duros en red.

Los servidores


En una LAN es muy habitual encontrar maquinas que proporcionan ciertos servicios específicos a los usuarios de los ordenadores conectados a las red. Estas maquinas se denominan servidores y suelen tener un propósito especifico dentro de la operación de la red para dar servicio directamente a los usuarios.Un servidor web seria un ejemplo pero podemos tener también servidores de almacenamiento NAS ( Network Área Storage ), SAN ( Storage Área Network ), servidores de bases de datos, servidores de correo electrónico.

Estándares IEEE 802.XX:


El instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (institute of electrical and electronics engineers IEEE) fue fundado en 1884 en los EEUU. Esta asociación tiene como propósito el fomento de la innovación tecnológica entre sus tareas se encuentra la regulación de diferentes tecnologías mediante la creación de normas o estándares. IEEE esta dividido en diferentes comités de estandarización que abordan diversas áreas de conocimiento. En Febrero de 1980 se constituyo el comité 802 encargado de definir estándares para redes de área local y redes de área metropolitana (Lan y Man)

* Estándares IEEE 802.3 y ethernet:surgíó gracias al duge que obtuvo el protocolo ethernet propuesto por las empresas xerox, del (Digital Equipament Corporation) e Intel (Década de los 70).Su predecesor fue el producto alohanet de nortam abramson consistente en conectar centros universitarios de varias islas por ondas de radio.El proceso de regularización introdujo alguna modificación en la definición del protocolo

NIVEL Físico


IEEE 802.3 está diseñado para poder ser implementado sobre distintos medios físicos con distintas velocidades de transmisión

*velocidades de transmisión: 10, 100 y 1000 mbps y 10 gbps en un futuro próximo 100Gbps

*tipo de codificación banda base

*tipo de transmisión:par trenzado (T),fibra óptica (F),cable coaxial

NVEL DE ENLACE(subnivel de control de acceso al medio-
MAC).Técnica CSMA/CD

  1. La estación transmite si está el medio libre, si no a 2

  2. Si medio está ocupado, la estación escucha hasta que este el canal libre y después transmite

  3. Si se detecta colisión, las estaciones suspenden sus transmisiones.

  4. Las estaciones esperan un tiempo aleatorio y se vuelve al paso 1.

Estándares IEEE 802.11 wifi:


Este protocolo es el estándar mas extendido para la creación de redes área local sin presencia de hilos. En 1999 NOKIA y SYMBOL technologies crearon una asosación conocida como weca que pasó a denominarse wi-fi alliance en 2003 el objeto la misma fue crear una marca que permitero fomentar más fácilmente la tecnología inalambrica y asegurar la compatibilida de equipos IEEE acogió esta norda como 802.11.Para que una estación se asocie a una red wifi necesita unos parámetros entre ellos

SSID indetificador de la red wifi (BBS)

canal de radiofrecuencia utilizado BSS basic service sey → conjunto de servicios básicos (red wifi)

Estándar IEEE 802.11 wifi:


plantea dos modos de operación:

Modo ad-hoc:en el que el medio compratido es el aire -un canal dentro de una banda de frecuencia(radio) -y no existe ningún intermediario, todas las estaciones utilizan el medio para dirigirse a las otras estaciones que tienen en si radio de cobertura, todas las estaciones deben estar previstas de una interfaz wifi sin embargo no necesita ningún dispositivo adicional.

Modo infraestructura:estacoordinado por una entidad denominada punto de acceso(AP),todas las estaciones deberán asociarse al punto de acceso para transmitir información.






Los medios de transmisión que pueden ser cableados inalámbricos y que son los que conectan a los nodos de la red entre si.

Los adaptadores de red o las tarjetas de interfaz de red (NIC Network Interface Card)


que son dispositivos electrónicos que se instalan en los ordenadores hiperiféricos para que puedan estar conectados a una red de área local.

Los dispositivos de interconexión


Para poder diseñar la estructura de la LAN de forma que se aproveche al máximo las capacidades de la red es necesario el uso de distintos dispositivos electrónicos que sirven de punto de conexión dentro de la red HUB (concentrador), SWITCH (conmutador); ROUTER (encaminador).

Medios de transmisión cuando la información se mueve, lo que realmente se esta moviendo es energía que puede ser:

  • Energía eléctrica: cuando lo que usamos como medio de transmisión es un material de conductor (cobre).
  • Energía lumínica: cuando lo usamos como medio de transmisión es el material que conduce la luz (fibra óptica)

  • Energía electromagnética cuando lo que usamos como medio de transmisión es el aire (medio de transmisión inalámbrico que utilizan ondas de radio)

Dispositivos de interconexión


HUB(nivel físico)
,SWITCH(nivel enlace).

Función de aprendizaje de los switches

  • El puente escucha el modo promiscuo por todos sus interfaces
  • Para cada paquete recibido guarda la dirección MAC origen /de la trama en una memoria cache denominada tabla de reenvío junto con el puerto donde a sido recibido.
  • Por cada trama recibida busca en la tabla de reenvío la/ dirección MAC destino.A)si no la encuentra reenvía la trama por todos los puertos excepto por el que fue recibido.B)si la encuentra, reenvía la trama sol o por el interfaz especificado en la tabla. Si dicho interfaz fuera el mismo por donde se recibío la trama se descartara
  • Todas las entradas en la tabla de reenvío tiene un temporizador asociado que la descarta cuando espira. Cada vez que se recibe una trama por un puerto se renueva dicha entrada. Esto permite la adaptación a cambio de topología a la vez que reduce el tamaño de las tablas de reenvío.

Los repetidores son unos dispositivos de interconexión de nivel 1 la función es permitir aumentar la distancia alcanza por la 1red. Para ello estos dispositivos se conectan a la red en un punto y simplemente regeneran las señales recibidas en dicho punto. No realizando ninguna acción adicional

Hub (concentradores o repetidores multipuerto)
Son dispositivos de interconexión de nivel 1 reúnen todas las conexiones de los nodos adoptando la típica topología en estrella.

No analizan la información asique no separan tráfico. Su funcionamiento es como sigue supongamos que D quiere enviar una trama a A la trama se envía por todos los puertos menos por aquel que se a recibido (no se realiza el análisis algunas de las tramas). Cuando el ordenador A recibe la trama comprueba que es para el y la procesa. El resto hace caso omiso de la información que a recibido.

Puente(nivel de enlace):


Actualmente su función principal es la de interconectar redes con distintas topologías y protocolos a nivel MAC por ejemplo una ethernet con la token ring. Este dispositivo realiza las adaptaciones necesarias de una LAN a otra de forma que puedan intercambiar información salvando los obstáculos de incompatibilidad que los separa.Ademas al funcionar a nivel 2 son capaces de analizar y filtrar información a nivel mac pasando las tramas de una red a otra solo cuando se necesaria,dividirá el envío de las tramas en segmentos de ren,ejemplo:ethernet con wifi.

Switch (conmutado) nivel de enlace:surgieron como evolución de los puentes una de las diferencias es que los switches no permiten la interconexión con redes diferentes a nivel 2 y poseen ademas muchos puertos a los que es posible interconectar equipos. Los switches analizan las tramas que le llegan y son capaces de elegir el camino correcto para llegar al destino de manera transparente al usuario (plug and play).Han sido sustituido por los switches en la actualidad supongamos que D quiere enviar una trama a A la trama se envía al puerto correcto lo que redunda en una importante reducción de trafico y mejora de seguridad en la red frente a generado por el hub del caso anterior.

Pasarela (gateway):


Nivel 4 o superior. Fue el primer nombre que recibieron los routers no obstante el termino pasarela actualmente hace referencia a un dispositivo que convierte un protocolo o formato a otro. Por ejemplo: una pasarela de email convierte los mensajes de correo de un formato de correo electrónico a otro.

Punto de acceso


Es un dispositivo que realiza el control de acceso al medio de lo clientes de un red de área local inalámbrica y que permite la conexión con redes cableadas haciendo funciones de puente.




Router:


Son dispositivos de nivel 3 nivel de red en el modelo OSI que permite dividir la red y elegir la ruta optima que deben seguir los mensajes enviados desde un equipo a otro.Al igual que los dispositivos anteriores puentes y switches los routers dividen la red en partes denominadas subredes. La división se realiza a nivel 3 en este caso.Ademas los routers permiten determinar la ruta que deben seguir los mensajes hasta el siguiente router teniendo encuentra el siguiente destino. Los routers pueden también interconectar distintas redes de área local y área extensa. Existen dos tipos:Cableado e inalámbrico.En la practica, el router se puede realizar en 3 situaciones diferentes:

  • Para acceder a redes de área extensa (Internet)

  • Para interconectar redes de distinta o la misma tecnología

  • Como elemento de seguridad, filtrando paquetes esta función se denomina cortafuegos o firewall

Red en estrella


Se soluciona con switches replicado con dos switches.

Topología en bus:la información que se envía al bus llega a todos los nodos conectados. Por este motivo cuando un nodo envía información al bus todos los demás nodos pueden ver dicha información. Cada nodo tendrá que comparar la dirección de destino de los datos para saber si la información va dirigida a él o no.En los extremos del cable hay terminadores para evitar que las señales reboten.

Topología en anillo :en las redes con topología en anillo, la información circula de un nodo al adyacente en un único sentido. Para ello cada nodo del anillo tienen un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor pasando la información al siguiente nodo. En cada momento, solo uno de los nodos que forman el anillo tiene permiso para hablar. Este permiso se denomina testigo o token y se va pasando de un nodo siguiente. De esta se evitan las colisiones.Si uno de los nodos deja de funcionar la red también fallará. Sin embargo, actualmente hay conectores especiales que permiten la desconexión del nodo averiado para que el sistema pueda seguir funcionando.

Topología en estrella


El nodo central puede ser un hub o un switch. Puede ser activo o pasivo. Un concentrador es activo cuando regenera la señal recibida, y pasivo cuando simplemente proporciona una conexión entre los dispositivos conectados.

CONTROL DE ACCESO AL MEDIO_


La capacidad de transmisión de una red de área local es una carácterística que mide la cantidad de información que puede transmitirse por unidad de tiempo en la red. Las redes de área local poseen una capacidad de transmisión limitada y esta debe ser compartida por todos los equipos de la red. Podría darse la situación de que algún equipo acapare el medio. Es necesario emplear técnicos de control de acceso al medio.Clasificación según se realiza el control:

  • Esquema centralizado → existe un controlador central que organiza el acceso al medio. Un equipo que desee transmitir un mensaje debe esperar a que este controlador le conceda permiso.

  • Esquema distribuido → no existe un controlador central, sino que todos los equipos realizan el control de acceso al medio basándose en unas reglas acordadas.

  • Rotación circular (paso de testigo) → los equipos de la red tienen asignado un torno para transmitir (token) Si llegado su turno el equipo no tiene datos que transmitir pasa su turno al siguiente equipo. En la rotación circular una vez que termina el turno de un equipo este volverá a ponerse en la cola en ultimo lugar y volverá a esperar su turno antes de realizar una nueva trasmisión. Cada turno tiene limitado el tiempo o la cantidad de datos a trasmitir, por lo que si el equipo no termina de realizar la transmisión durante su turno, esperara a qu vuelva a tocarle su turno para terminarla.

  • Contenida: Los equipos compiten por el uso de la red. Cuando la red está libre, se produce una competición entre todos los equipos de la red que desean transmitir, y el ganador se hará con la red, pudiendo realizar la transmisión deseada.

  • Reserva: Las estaciones que requieren usar el medio solicitan una reserva y no inician la transmisión de la información hasta que esta les es concedida para ello debe comunicárselo al controlador.

Estándar IEEE 802.11 wifi:


plantea dos modos de operación:

Modo ad-hoc:en el que el medio compratido es el aire -un canal dentro de una banda de frecuencia(radio) -y no existe ningún intermediario, todas las estaciones utilizan el medio para dirigirse a las otras estaciones que tienen en si radio de cobertura, todas las estaciones deben estar previstas de una interfaz wifi sin embargo no necesita ningún dispositivo adicional.Modo infraestructura:estacoordinado por una entidad denominada punto de acceso(AP),todas las estaciones deberán asociarse al punto de acceso para transmitir información.


Estándares IEEE 802.XX:


El instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (institute of electrical and electronics engineers IEEE) fue fundado en 1884 en los EEUU. Esta asociación tiene como propósito el fomento de la innovación tecnológica entre sus tareas se encuentra la regulación de diferentes tecnologías mediante la creación de normas o estándares. IEEE esta dividido en diferentes comités de estandarización que abordan diversas áreas de conocimiento. En Febrero de 1980 se constituyo el comité 802 encargado de definir estándares para redes de área local y redes de área metropolitana (Lan y Man)

* Estándares IEEE 802.3 y ethernet:surgíó gracias al duge que obtuvo el protocolo ethernet propuesto por las empresas xerox, del (Digital Equipament Corporation) e Intel (Década de los 70).Su predecesor fue el producto alohanet de nortam abramson consistente en conectar centros universitarios de varias islas por ondas de radio.El proceso de regularización introdujo alguna modificación en la definición del protocolo

NIVEL Físico


IEEE 802.3 está diseñado para poder ser implementado sobre distintos medios físicos con distintas velocidades de transmisión

*velocidades de transmisión: 10, 100 y 1000 mbps y 10 gbps en un futuro próximo 100Gbps

*tipo de codificación banda base

*tipo de transmisión:par trenzado (T),fibra óptica (F),cable coaxial

NVEL DE ENLACE(subnivel de control de acceso al medio-MAC).Técnica CSMA/CD

La estación transmite si está el medio libre, si no a 2

Si medio está ocupado, la estación escucha hasta que este el canal libre y después transmite

Si se detecta colisión, las estaciones suspenden sus transmisiones.

Las estaciones esperan un tiempo aleatorio y se vuelve al paso 1.

Estándares IEEE 802.11 wifi:


Este protocolo es el estándar mas extendido para la creación de redes área local sin presencia de hilos. En 1999 NOKIA y SYMBOL technologies crearon una asosación conocida como weca que pasó a denominarse wi-fi alliance en 2003 el objeto la misma fue crear una marca que permitero fomentar más fácilmente la tecnología inalambrica y asegurar la compatibilida de equipos IEEE acogió esta norda como 802.11.Para que una estación se asocie a una red wifi necesita unos parámetros entre ellos.SSID indetificador de la red wifi (BBS);canal de radiofrecuencia utilizado BSS basic service sey → conjunto de servicios básicos (red wifi)

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